康 丹，胡馨瑜，何計(jì)國(guó)

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083 )

D-核糖對(duì)小鼠抗疲勞作用的影響

康 丹，胡馨瑜，何計(jì)國(guó)

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083 )

目的：研究D-核糖對(duì)小鼠力竭游泳時(shí)間、肝糖元及血清尿素的影響，探討D-核糖抗疲勞作用的機(jī)制，為核糖作為運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑提供依據(jù)。方法：利用隨機(jī)分組法將180只昆明種小鼠分為3批，每批6組，即5個(gè)實(shí)驗(yàn)劑量組和1個(gè)空白對(duì)照組，每組10只；連續(xù)30d經(jīng)口給予D-核糖，末次灌胃后進(jìn)行負(fù)重力竭游泳實(shí)驗(yàn)、肝糖原的測(cè)定以及血清尿素的測(cè)定；實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼喂期間每周進(jìn)行稱重。結(jié)果：D-核糖對(duì)小鼠體重的增長(zhǎng)具有明顯的控制作用(P<0.05、P<0.01)，能夠顯著延長(zhǎng)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間，時(shí)間延長(zhǎng)率最高可達(dá)91.46%；實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物的血清尿素水平與對(duì)照組相比存在顯著性差異 (P<0.05)；最低劑量組(125mg/kg·BW)能顯著提升肝糖原含量(P<0.05)。結(jié)論：D-核糖能夠明顯延長(zhǎng)小鼠力竭游泳時(shí)間，增強(qiáng)肝糖元的儲(chǔ)備能力，降低血清尿素的產(chǎn)生，對(duì)延緩疲勞和體重增長(zhǎng)的控制具有積極作用。

D-核糖；抗疲勞；力竭游泳；肝糖原；血清尿素

疲勞不但標(biāo)志著機(jī)體本身工作能力的暫時(shí)性下降，并且有可能是是機(jī)體發(fā)展到疾病狀態(tài)的預(yù)示[1]。據(jù)WHO調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全球有35%以上的人群處于疲勞狀態(tài)，其中中年男性占到60%左右[2]。疲勞不僅會(huì)影響人們的日?；顒?dòng)，還可能會(huì)引起一些亞慢性疾病的發(fā)生，所以開(kāi)發(fā)和研究抗疲勞的功能成分及作用劑量對(duì)于運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑的開(kāi)發(fā)極具意義。D-核糖是生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)―核糖核酸的重要組成物質(zhì)[3]，它與腺苷酸的形成和三磷酸腺苷(ATP)的再生有著密切關(guān)系，是生命代謝過(guò)程中最基本的能量來(lái)源之一[4]。外源性核糖的補(bǔ)充可以加快嘌呤核苷酸的合成速度[6]，促進(jìn)骨骼肌內(nèi)ATP的生成，提高代謝效率，從而具有增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力，修復(fù)運(yùn)動(dòng)后造成的肌肉損傷，起到緩解疲勞產(chǎn)生的重要作用[5-10]。

本實(shí)驗(yàn)針對(duì)D-核糖研究其對(duì)小鼠體重、負(fù)載游泳時(shí)間、肝糖元及血清尿素的影響，探究其合適的使用劑量，為D-核糖作為運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)保健品的開(kāi)發(fā)和利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑 D-核糖，北京惠康源生物科技有限公司，生產(chǎn)批號(hào)20140606。血清尿素氮試劑盒，威海威高生物科技有限公司，生產(chǎn)批號(hào)20150325E。三氯醋酸、濃硫酸、硫脲、蒽酮，以上試劑均為分析純。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及飼料 180只SPF級(jí)雄性昆明種小鼠，6～8w齡，體重18～22g，許可證號(hào)：SCXK-(軍)2012-0004，購(gòu)于中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào)：SYXK(京)2011-0016。動(dòng)物飼料由北京科澳協(xié)力飼料有限公司提供，生產(chǎn)許可證號(hào)：SCXK(京)2014-0010。

1.1.3 儀器及設(shè)備 TBA-120FR全自動(dòng)生化分析儀，日本東芝公司；DKZ-450B型電熱恒溫振蕩水槽，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；V1800型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；BJCDCTQ-07952高速冷凍落地式離心機(jī)，久保田(日本)株式會(huì)社。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 動(dòng)物分組及飼喂 180只SPF級(jí)昆明種小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)5d以后，分為3批分別進(jìn)行小鼠力竭游泳實(shí)驗(yàn)、肝糖原測(cè)定和血清尿素的測(cè)定，每批小鼠采用隨機(jī)分組方法，按體重隨機(jī)分為6組，每組10只，分別為對(duì)照組、劑量Ⅰ組、劑量Ⅱ組、劑量Ⅲ組、劑量Ⅳ組和劑量Ⅴ組。每日自由飲水、攝食，飼喂30d。

飼養(yǎng)條件：SPF級(jí)動(dòng)物房?jī)?nèi)，溫度在22±3℃，濕度控制在40%RH，飼料及飲水充足。飲水瓶每2d更換1次，飲水瓶和吸水管預(yù)先清洗并消毒。每周二、周四更換墊料，墊料預(yù)先消毒處理。隔周稱量體重。1.2.2 劑量分組及給樣方法 設(shè)置空白對(duì)照組和5個(gè)劑量組，分別為Ⅰ組125mg/kg BW；Ⅱ組250 mg/kg·BW；Ⅲ組500mg/kg·BW；Ⅳ組1 000mg/kg·BW；Ⅴ組2 000mg/kg·BW。將D-核糖用蒸餾水配制成相應(yīng)濃度的試液，空白對(duì)照組每日給予蒸餾水，經(jīng)口給予受試物，小鼠每日的灌胃量為10mL/kg·BW；連續(xù)灌胃30d。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)方法 (1)力竭游泳試驗(yàn)：末次給予受試樣品30min后，將小鼠尾根部負(fù)荷體重5%的鉛皮，然后置于(水深30cm，溫度25±1℃)的游泳箱中游泳。記錄小鼠自游泳開(kāi)始至死亡的時(shí)間，即小鼠的力竭游泳時(shí)間。死亡的判斷標(biāo)準(zhǔn)是小鼠沉入箱底10s后不再浮上為止。(2)肝糖原測(cè)定：末次給樣30min后處死動(dòng)物，精確稱取小鼠肝臟100mg，加入TCA(5%的三氯醋酸)研磨，離心取上清液，加入95%的乙醇充分混勻，室溫下豎立放置過(guò)夜。取沉淀完全的糖原溶解，利用蒽酮法，在620nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度值，并計(jì)算肝糖元含量。(3)血清尿素測(cè)定：末次給受試樣品30min后，在溫度為30℃的水中不負(fù)重游泳90min，休息60min后，小鼠拔眼球取全血約0.5mL。置4℃冰箱3h后，以 2 000r/min離心15min，取血清備用，然后將血清樣品置于全自動(dòng)生化分析儀上進(jìn)行尿素含量。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)方法 實(shí)驗(yàn)結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 17.0軟件處理并進(jìn)行方差分析或 t 檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 D-核糖對(duì)小鼠力竭游泳時(shí)間的影響

2.1.1 D-核糖對(duì)小鼠體重的影響 動(dòng)物體重反映了動(dòng)物的生長(zhǎng)情況，也可以間接反映動(dòng)物的能量代謝情況，實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)每周對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行稱重(表1)。

表1 游泳組小鼠體重(n=10) 單位：g

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05、**P<0.01

由表1可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)初期各小組小鼠體重未見(jiàn)顯著性差異，表明各組動(dòng)物體重基本一致，說(shuō)明動(dòng)物分組符合體重隨機(jī)的原則。

在接觸D-核糖1w后，實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物體重開(kāi)始低于對(duì)照組，且劑量Ⅲ組小鼠的體重與對(duì)照組相比存在顯著性差異，實(shí)驗(yàn)第2w后，各實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體重均低于對(duì)照組且存在顯著性差異，表明灌胃D-核糖能夠降低實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體重的增長(zhǎng)。Griffiths J C等人[11]研究發(fā)現(xiàn)，D-核糖的給予會(huì)造成大鼠體重降低，由于D-核糖參與葡萄糖的戊糖旁路代謝系統(tǒng)，因此D-核糖引起的體重降低可能與體內(nèi)葡萄糖代謝增加，機(jī)體消耗有關(guān)。

2.1.2 D-核糖對(duì)小鼠力竭游泳時(shí)間的影響 小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間是衡量運(yùn)動(dòng)耐力的常用指標(biāo)，運(yùn)動(dòng)耐力的提高是抗疲勞能力增強(qiáng)的直接表現(xiàn)[12]。連續(xù)經(jīng)口給予小鼠D-核糖30d后，對(duì)其進(jìn)行力竭游泳時(shí)間的測(cè)定(表2)。由表2可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物的游泳時(shí)間高于對(duì)照組。劑量Ⅰ和劑量Ⅱ組與對(duì)照組相比，存在極顯著性差異；其余3個(gè)劑量組的游泳時(shí)間與對(duì)照組相比存在顯著性差異，表明實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物的力竭游泳時(shí)間高于對(duì)照組。各實(shí)驗(yàn)組的游

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05、**P<0.01

泳時(shí)長(zhǎng)分別延長(zhǎng)91.46%、59.60%、51.45%、49.27%、48.33%，表明D-核糖能夠顯著提高小鼠力竭游泳時(shí)間，說(shuō)明D-核糖具有抗疲勞的作用。D-核糖的抗疲勞作用可能與D-核糖能夠提高肌肉組織中腺嘌呤核苷酸的代謝速度，在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間可以提升骨骼肌內(nèi)腺嘌呤核苷酸的補(bǔ)充速度有關(guān)，從而加速了嘌呤核苷酸到ATP的轉(zhuǎn)化，以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量補(bǔ)充的目的[9、14]。較高劑量D-核糖實(shí)驗(yàn)組的力竭游泳時(shí)間延長(zhǎng)率低于低劑量組的可能原因是：D-核糖的補(bǔ)充增強(qiáng)了動(dòng)物的心肌功能[14]，導(dǎo)致心肌代謝能力增強(qiáng)以致消耗較多的葡萄糖，使得運(yùn)動(dòng)能力的提升低于較低實(shí)驗(yàn)劑量組。

2.2 D-核糖對(duì)小鼠肝糖原的影響2.2.1 D-核糖對(duì)小鼠體重的影響 由表3可見(jiàn)，肝糖原組小鼠實(shí)驗(yàn)初期的體重未見(jiàn)顯著性差異，表明各組動(dòng)物體重基本一致，分組符合體重隨機(jī)的原則。在第1周灌胃過(guò)后，實(shí)驗(yàn)組小鼠的體重開(kāi)始低于對(duì)照組，且劑量I與劑量Ⅴ組的體重與對(duì)照組相比存在顯著性差異，劑量Ⅲ、Ⅳ兩組與對(duì)照組相比存在極顯著性差異。從第2周到最后飼喂結(jié)束，各實(shí)驗(yàn)組小鼠體重均低于對(duì)照組且存在顯著性差異，表明灌胃D-核糖能夠降低實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體重。

2.2.2 D-核糖對(duì)小鼠肝糖原的影響 肝糖原儲(chǔ)備量意味著在運(yùn)動(dòng)時(shí)可以轉(zhuǎn)化成的血糖量，用來(lái)合成更多肌糖元，為運(yùn)動(dòng)時(shí)肌纖維的收縮提供能量，從而延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生[15]，所以肝糖原也是評(píng)價(jià)小鼠抗疲勞能力的一個(gè)重要指標(biāo)。在30d飼喂結(jié)束后，取小鼠肝臟進(jìn)行肝糖原的測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 肝糖原組小鼠體重?cái)?shù)(n=10)

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01

表4 D-核糖對(duì)小鼠肝糖原的影響(n=10)

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01

由表4可見(jiàn)，劑量Ⅰ至劑量Ⅳ組的肝糖原含量高于對(duì)照組，且劑量Ⅰ組的肝糖原含量與對(duì)照組相比存在顯著性差異，其他3個(gè)實(shí)驗(yàn)組的肝糖原含量與對(duì)照組相比不存在顯著性差異，表明在本實(shí)驗(yàn)條件下，尚不能確定劑量Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組小鼠的肝糖原水平與對(duì)照組的肝糖原水平來(lái)自于不同總體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明較低劑量的D-核糖對(duì)小鼠肝糖原的儲(chǔ)存具有促進(jìn)作用。這可能與D-核糖能夠促進(jìn)小鼠體內(nèi)的糖異生作用有關(guān)[16]，D-核糖的補(bǔ)充促進(jìn)了6-磷酸果糖向6-磷酸葡萄糖的轉(zhuǎn)化，從而生成更多的葡萄糖和糖原[17-18]。高劑量D-核糖實(shí)驗(yàn)組的肝糖原含量低于低劑量組的可能原因是：D-核糖的大量補(bǔ)充增強(qiáng)了動(dòng)物的心肌功能[14]，導(dǎo)致心肌代謝能力增強(qiáng)以致消耗較多的葡萄糖，減少了葡萄糖向糖原的轉(zhuǎn)化量，從而不利于肝糖原的生成。

2.3 D-核糖對(duì)小鼠血清尿素的影響

2.3.1 D-核糖對(duì)小鼠體重的影響 實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)每周對(duì)血清尿素組的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行稱重。由表5可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)初期各小組小鼠體重未見(jiàn)顯著性差異，表明各組動(dòng)物體重基本一致，說(shuō)明動(dòng)物分組符合體重隨機(jī)的原則。

在第1周飼喂過(guò)后，實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物的體重均低于對(duì)照組，且劑量Ⅴ組的體重與對(duì)照組相比存在顯著性差異。小鼠接觸受試物2周以后，各實(shí)驗(yàn)組小鼠的體重低于對(duì)照組且存在顯著性差異。第4周飼喂結(jié)束時(shí)，各實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物體重雖低于對(duì)照組，但卻無(wú)顯著性差異。實(shí)驗(yàn)表明，灌胃D-核糖能降低小鼠體重的增長(zhǎng)。

表5 血清尿素組小鼠體重?cái)?shù)(n=10) 單位：g

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01

2.3.2 D-核糖對(duì)小鼠血清尿素的影響 機(jī)體內(nèi)血清尿素含量隨運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加而增加。由于血清尿素氮的含量表征體內(nèi)肌肉蛋白質(zhì)分解與合成代謝狀況以及肌肉細(xì)胞在大強(qiáng)度訓(xùn)練后的損傷及恢復(fù)能力，所以血清尿素氮對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞程度的判定具有現(xiàn)實(shí)意義[17]。運(yùn)動(dòng)后血清內(nèi)尿素氮含量越多，機(jī)體對(duì)負(fù)荷運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)能力越差。連續(xù)經(jīng)口給予小鼠D-核糖30d后，建立疲勞小鼠模型，對(duì)小鼠進(jìn)行拔眼球取血測(cè)定其血清尿素含量。

由表6可見(jiàn)，各實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物的尿素值均低于對(duì)照組，且D-核糖劑量Ⅰ、劑量Ⅱ和劑量Ⅳ組與對(duì)照組相比存在極顯著性差異。劑量Ⅲ組的尿素值與對(duì)照組相比存在顯著性差異，但劑量Ⅴ組與對(duì)照組相比未見(jiàn)顯著性差異，這表明在本實(shí)驗(yàn)條件下，尚不能確定劑量為2 000 mg/kg·BW的D-核糖組的血清尿素水平與對(duì)照組的血清尿素水平來(lái)自于不同總體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，劑量Ⅰ～Ⅳ組的D-核糖灌胃能降低運(yùn)動(dòng)后小鼠體內(nèi)的血清尿素含量，對(duì)減少血清尿素的生成具有良好作用。說(shuō)明D-核糖具有提升肌肉能量，加速能量補(bǔ)充的作用。其作用效果可能與調(diào)節(jié)肌肉中的代謝平衡有關(guān)，外源性補(bǔ)充D-核糖可以及時(shí)補(bǔ)充肌肉細(xì)胞內(nèi)的ATP，防止蛋白質(zhì)和氨基酸分解供能，從而減少了體內(nèi)血清尿素氮的含量。最高劑量組作用效果不明顯的可能原因是：D-核糖的補(bǔ)充增強(qiáng)了動(dòng)物的心肌功能[18]，導(dǎo)致心肌代謝能力增強(qiáng)以致消耗較多的葡萄糖，使蛋白質(zhì)的分解增多，產(chǎn)生較多的血清尿素。

表6 D-核糖對(duì)小鼠血清尿素的影響(n=10)

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05、**P<0.01

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理，我們可以得出以下結(jié)論：(1)D-核糖具有控制小鼠體重的作用，并且作用效果較為明顯；(2)口服D-核糖可以顯著提高小鼠的力竭游泳時(shí)間，對(duì)提高運(yùn)動(dòng)耐力具有積極作用；(3)服用劑量為125mg/kg·BW的D-核糖能提高小鼠體內(nèi)的肝糖原含量，表明這個(gè)劑量的D-核糖具有促進(jìn)肝糖原儲(chǔ)存的功效；(4)口服D-核糖可以顯著降低運(yùn)動(dòng)后小鼠體內(nèi)血清尿素的含量，對(duì)控制血清尿素的生成具有積極作用。提示我們，D-核糖所具有的提升能量物質(zhì)貯存和降低代謝產(chǎn)物積累的作用是其抗疲勞功效的主要機(jī)制。

本實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)D-核糖能夠控制體重的增長(zhǎng)，可擴(kuò)大D-核糖在食品和保健工業(yè)上的使用范圍[19-20]?！?/p>

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(責(zé)任編輯 李婷婷)

Antifatigue Effect of D-ribose on Mice

KANG Dan,HU Xin-yu,HE Ji-guo

(College of Food Science &Nutritional Engineering，China Agricultural Univercity,Beijing 100083，China)

ObjectiveTo discuss the effect of D-ribose on anti-fatigue and the mechanism of anti-fatigue effect on mice ,which can provide a basis for the ribose as sports nutrition supplements .MethodTotally 180 mice were divided into 3 groups randomly, each consisting of six groups, which have five experimental groups and a control group; the mice were exposed via the diet to D- ribose, for 4 consecutive weeks. To discuss the effect of D-ribose on anti-fatigue through the weight load exhausting swimming test and the analysis of serum urea changes and hepatic glycogen. ResultD- ribose could significantly prolong swimming time, the highest prolonged rate is 91.46%;and there was a significant reduction in serum urea generation.The lowest dose group could significantly improve glycogen content (P<0.05), but the remaining four experimental groups of mice had no significant effect on the hepatic glycogen. ConclusionD- ribose can significantly improve sports endurance in mice and enhance the ability of anti-fatigue.

D-ribose；anti-fatigue；exhaustive swimming；hepatic glycogen；serum urea

康 丹(1992— )，女，碩士研究生，研究方向:營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)。

何計(jì)國(guó)(1966— )，男，碩士生導(dǎo)師，研究方向：營(yíng)養(yǎng)與食品安全。